[發明專利]避免電感電流過沖的PWM調光式LED發光系統

有效

• 申請號: 202011202947.2
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112333883B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 馬忠亮;崔安芳;胡俊平
• 申請（專利權）人: 無錫職業技術學院
• 主分類號: H05B45/325
• 分類號: H05B45/325
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳;聶啟新

本發明公開了一種避免電感電流過沖的PWM調光式LED發光系統，涉及LED調光技術領域，控制器在檢測到調光控制模塊提供的PWM信號的上升沿時控制驅動器給功率級電路輸出第一占空比的驅動信號，功率級電路內部的電感的電流在無負載電流的狀態下升高直至經延時電路延時預定時長后的PWM延時信號的上升沿到來時切換至穩定狀態，功率級電路的驅動信號先行輸出幾個脈沖信號且占空比較高，經過一定延時后，再打開負載電流，從而可以使電感在無負載電流的狀態下先升高至一定程度，使得輸出電壓不至于由于電感的電流沒有達到穩定值而下降，從而可以有效避免因此電感的電流過沖現象。

技術領域

本發明涉及LED調光技術領域，尤其是一種避免電感電流過沖的PWM調光式LED發光系統。

背景技術

LED發光系統有模擬調光和數字調光兩種調光控制方式，數字調光又稱PWM調光，可以達到比較寬的調光范圍，而且每次開的時候LED負載的電流都是固定、使得LED沒有色偏，因此目前業界普遍使用PWM調光控制方式。

目前的PWM調光式LED發光系統一般采用開關電源供電，常用的電路結構如圖1所示，主要包括串聯在一起的功率級電路(Power?Stage)、LED負載(Led?Load)、開關K和電流源I，調光控制模塊(PWM?dimming)產生PWM信號給驅動器Driver并控制開關K的通斷，控制器(Controller)和驅動器(Driver)控制功率級電路并與其構成Boost電路。

如圖1所示的電路對應的信號時序圖如圖2所示，該電路在工作時，PWM信號高電平有效時，Boost電路工作、開關K閉合、LED負載有負載電流，且LED負載的負載電流ILED與PWM信號的占空比相當，因此當PWM信號的占空比發生變化時，LED負載的負載電流ILED也相應變化，從而改變LED負載的亮度實現調光。而在上述工作過程中，當Boost電路中的電感L上通有電流時，電感L會產生磁場，即部分電流轉換成磁能的方式存儲在電感L中，當不再向電感L上通電流時，電感L會將磁能通過電流的方式在回路中釋放出來，這也是電感L上電流不能突變的原因，基于電感L的這種充放電原理，可以將它用來平均PWM調光中產生的不連續電流。但是，當PWM信號上升沿來臨時，觸發Boost電路的驅動器輸出的DRV信號開啟，同時負載電流ILED被打開，電感L的電流從零上升，剛開始時，電感L的電流IL較低，由于電感L向LED負載提供的電流不夠大，所以LED負載兩端的VOUT會下降，促使電路調節是占空比增加，由于開關系統響應速度不夠，因此會出現電感L的電流IL超過需要后又被調節回來的現象，也即出現如圖2所示的過沖現象，這會導致電流耐流度不夠的電感進行飽和狀態并損傷電感L，失去其調節功能。

發明內容

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種避免電感電流過沖的PWM調光式LED發光系統，本發明的技術方案如下：

一種避免電感電流過沖的PWM調光式LED發光系統，包括功率級電路和LED負載，該系統還包括：調光控制模塊、延時電路、負載電流電路、驅動器和控制器，功率級電路、LED負載和負載電流電路形成串聯電路；

調光控制模塊連接控制器和延時電路并輸出PWM信號，延時電路的輸出端分別連接控制器和負載電流電路，延時電路將輸入的PWM信號進行預定時長的延時處理后得到PWM延時信號并分別輸出給控制器和負載電流電路，負載電流電路在PWM延時信號高電平有效時導通；

控制器在檢測到高電平有效的PWM信號的上升沿時控制驅動器給功率級電路輸出第一占空比的驅動信號，功率級電路內部的電感的電流在負載電流電路未導通、LED負載無負載電流的狀態下升高；

負載電流電路從PWM延時信號的上升沿開始時導通，且控制器在檢測到PWM延時信號的上升沿時控制驅動器切換至輸出第二占空比的驅動信號直至PWM信號變為低電平，第二占空比小于第一占空比。

其進一步的技術方案為，在負載電流電路受控于PWM延時信號導通后，LED負載的負載電流在負載電流電路的作用下斜坡升高直至預定閾值。